客運專線有源應答器監測裝置研究

周栓林 呂豪英

*鄭州鐵路局總工室 高級工程師，450052 鄭州

＊＊河南藍信科技有限公司 工程師，450052 鄭州

應答器是列控系統控車數據的重要來源，有源應答器報文直接控制著動車組的運行，其報文的正確性與安全性直接決定著動車組的運行安全。

車站列控中心根據調度命令產生的進路及臨時限速控車信息，通過有源應答器傳送給動車組。由于該過程工作在開環狀態下，傳輸通道的完整性、有源應答器的工作狀態和臨時限速命令是否正確執行得不到及時的檢查，只有在動車組越過有源應答器后，才能確認有源應答器是否處于正常工作狀態，所以一旦有源應答器發生故障或臨時限速命令沒有正確執行，將會嚴重危及動車組運行的安全。為此，研制了有源應答器監測裝置，使 CTC/TDCS、車站列控中心、LEU和有源應答器之間的通道，由開環狀態改為閉環狀態，就是將有源應答器報文讀出并反饋給CTC/TDCS和微機監測系統，實現了有源應答器閉環檢查。

1 功能原理

有源應答器監測裝置安裝了GPRS網絡接口，可以實現有源應答器實時監測信息的無線傳輸，在各級列控維護中心和需要設置的終端上，顯示各車站有源應答器的工作狀態和臨時限速命令的下達情況。同時，該監測裝置還具有記錄功能，應答器每次測試的數據都進行記錄保存，可以調出歷史數據進行回放。數據保存期為1年。

2 結構設計

1.設備組成。如圖1所示，有源應答器監測裝置 (簡稱BME)由天線 (BME-A)、數據讀取模塊 (BME-D)、報文譯碼單元 (BME-T)和車站信號有關聯鎖控制條件組成。

2.工作原理。天線安裝在被測有源應答器下方，通過電纜與安裝在道旁變壓器箱內的數據讀取模塊通信，讀取被測應答器原始報文數據，再經過信號電纜傳送至機械室組合架托盤上的報文譯碼單元，完成報文數據接收、譯碼、分析、報警和記錄等功能。

在非測試情況下，數據讀取模塊處于待機狀態或斷電狀態。當需要讀取某指定應答器報文時，報文譯碼單元下發檢測指令，對應的數據讀取模塊將27.095 MHz的激勵信號傳送給天線，激活被檢測的有源應答器，該有源應答器應答輸出3.9 MHz/4.5 MHz的FSK信號，通過天線電纜返回給數據讀取模塊，通過載波方式傳輸給報文譯碼單元。

3.技術要求。符合鐵道部運基信號 [2007］63號《有源應答器監測裝置技術條件》。

圖1 有源應答器監測裝置組成圖

3 具體實現

1.系統界面。有源應答器監測裝置自帶一個內嵌式監視器，以簡易站場圖的方式實現各種功能的顯示。在每個設置有源應答器的進站和反方向信號機下方，設一個有源應答器設備狀態等邊三角形的顯示圖形。當鼠標移動到應答器圖標 (△)范圍內，系統會自動在鼠標右側區域顯示當前應答器的限速信息。

有源應答器監測裝置與CTC/TDCS系統進行通信后，在CTC/TDCS系統站場圖形顯示界面上，每個設置有源應答器的進站和反方向信號機下方，同樣設一個有源應答器設備狀態等邊三角形的顯示圖形。如當測試結果顯示“請檢查Tx保險狀態”時，應立即檢查熔斷器，如損壞則更換即可。

2.端口狀態顯示。①與TDCS/CTC系統的通信狀態;②與微機監測系統的通信狀態;③GPRS通信狀態;④應答器當前測試狀態。

隨著原材料價格上升，人民幣升值，出口退稅下降，勞動力成本和運輸費用提高，促使生產企業成本急劇上漲，利潤空間大幅縮水，最大限度地降低成本成為企業擴大利潤空間的必選方案。然而，對生產企業來說，要獲得更多的利潤，關鍵還是提升企業工業化生產水平，用高生產效率獲取更高利潤。

3.監測裝置工作狀態顯示。當列車接近車站，監測裝置停止檢測時，對應有源應答器檢測的三角(△)顯示白色，同時在正向 (反向)進站信號機相鄰2個軌道電路區段線條顯示紅色，表示列車接近停止檢測。

4.進站信號機顯示。顯示綠色為該信號機已經開放，顯示白色為該信號機未開放。

5.應答器監測裝置通道連接狀態顯示。TCC(車站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源應答器的通道、監測裝置報文譯碼單元至數據讀取模塊的通道正常時，其相應連線顯示綠色;TCC(車站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源應答器的通道故障時，連線顯示紅色;監測裝置報文譯碼單元至數據讀取模塊的通道故障時，連線顯示灰色。

6.應答器監測狀態顯示。綠色三角，表示有源應答器設備和應答器監測設備工作狀態正常;紅色三角，表示有源應答器設備故障或臨時限速命令校核不一致;灰色三角，表示有源應答器監測裝置自身故障。

7.監測數據顯示。①變量M_MCOUNT的值;②臨時限速命令數據。

8.應答器報文數據顯示。

9.記錄日志顯示。

10.有源應答器檢測數據分析。當TDCS/CTC下達限速命令后，監測裝置同時也接收到該限速命令，然后對有源應答器進行檢測，將檢測到的臨時限速信息與TDCS/CTC下達限速命令的速度值進行校核，并將校核結果返回到TDCS/CTC系統顯示，同時將校核結果發送到微機監測系統。

對有源應答器進行檢測時，根據檢測報文的返回結果，對有源應答器的狀態進行判斷:①M_MCOUNT=255:設備正常;②M_MCOUNT=254:列控中心發默認報文 (接車信號沒有開放時正常);③M_MCOUNT=99:LEU發默認報文 (列控中心至LEU故障);④M_MCOUNT=0:有源應答器發默認報文 (LEU到應答器通道故障)。

根據檢測報文的返回結果，判斷有源應答器工作狀態顯示如下:①報文檢測到M_MCOUNT=255、254(進站信號機關閉)時，顯示綠色三角;②報文檢測到M_MCOUNT=99、0、254(進站信號機開放)時，顯示紅色三角;③當有源應答器監測裝置自身故障時，顯示灰色三角。

11.應答器報文信息顯示。點擊報文 (B)按鈕打開應答器報文信息顯示界面，點擊報文讀取按鈕就會測試相應的應答器，TGM報文為應答器內部原始報文，UDF為處理以后的報文數據，報文譯碼信息為用戶報文代表的含義解讀，可以直接看到應答器的報文。

12.系統信息。點擊信息 (M)按鈕打開信息窗體，每一次測試結果及設備狀態改變 (如通信接口中斷)都被記錄下來，作為日后分析依據。

4 結論

根據中國鐵路列車控制系統基本規劃的要求，研究適合200 km/h以上鐵路CTCS-2級和CTCS-3級應答器測試系統，具有對國內外各種應答器進行編程和回讀，能檢測和解析報文，并能直接檢測來自LEU(軌旁電子單元)的信號及DBPL碼流的分析，可作為應答器系統的主要開發及維護工具。目前國內還沒有滿足CTCS要求的應答器檢測系統，研究適合中國國情和路情的應答器測試系統具有重大的意義。由鄭州鐵路局和河南藍信公司研制的應答器測試系統，通過了鐵道部科技司的技術審查文號是科技運〔2007〕176號，已在全路推廣使用。